高考综合复习：振动和波专题.doc

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1、高考综合复习——振动和波专题　　●知识网络　　●高考考点　　考纲要求：知识点要　　求说　　明弹簧振子，简谐运动，简谐运动的振幅、周期和频率，简谐运动的位移－时间图象Ⅱ　单摆，在小振幅条件下单摆做简谐运动．周期公式．Ⅱ振动中的能量转化．Ⅰ自由振动和受迫振动，受迫振动的振动频率．共振及其常见的应用．Ⅰ振动在介质中的传播—波．横波和纵波．横波的图象．波长、频率和波速的关系．Ⅱ波的叠加．波的干涉、衍射现象．Ⅰ声波．超声波及其应用Ⅰ多普勒效应．Ⅰ　　复习指导：　　本章综合运用运动学、动力学和能的转化等方面的知识讨论了两种常见的运动形式—机械振

2、动和机械波的特点和规律，以及它们之间的联系与区别。对于这两种运动，既要认识到它们的共同点—运动的周期性，如振动物体的位移、速度、加速度、回复力、能量等都呈周期性变化，更重要的是搞清它们的区别：振动研究的是一个孤立质点的运动规律，而波动研究的是波的传播方向上参与波动的一系列质点的运动规律。其中振动的周期、能量、波速、波长与频率的关系，机械波的干涉、衍射等知识，对后面交变电流、电磁振荡、电磁波的干涉、衍射等内容的复习都具有较大的帮助。　　本章内容是历年高考的必考内容，其中命题频率最高的知识点是波的图象、频率、波长、波速的关系，其次是单摆

3、周期。题型多以选择题、填空题形式出现，试题信息容量大，综合性强，一道题往往考查多个概念和规律。特别是通过波的图象综合考查对波的理解能力、推理能力和空间想象能力，更应在复习中予以重视。涉及波的图像的题目在近几年的高考中重现率为100％，一般以选择题的形式出现，常常和质点的振动以及波速公式结合在一起考查，另外，围绕波的干涉、衍射现象、多普勒效应等内容，以新的背景出题的可能性也在不断的增大。　　●要点精析　　☆机械振动：　　1.机械振动的意义：　　物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧所做的往复运动，叫机械振动。　　回复力：使偏离平衡位

4、置的振动物体回到平衡位置的力，叫回复力。　　回复力总是指向平衡位置，它是根据作用效果命名的，类似于向心力。　　振动物体所受的回复力可能是物体所受的合外力，也可能是物体所受的某一个力的分力。　　2.描述振动的物理量：　　(1)位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段表示振动位移，是矢量。　　(2)振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量。表示振动的强弱。　　(3)周期T和频率f：物体完成一次全振动所需的时间叫周期，而频率则等于单位时间内完成全振动的次数．它们是表示振动快慢的物理量．二者互为倒数关系：。当T和f是由振动系统

5、本身的性质决定时（非受迫振动），则叫做固有周期和固有频率。　　☆简谐运动：　　1.简谐运动的特征：　　物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动。　　(1)受力特征：回复力F=－kx．　　(2)运动特征：加速度a=－kx/m，方向与位移方向相反，总指向平衡位置．简谐运动是一种变加速运动．在平衡位置时，速度最大，加速度为零；在最大位移处，速度为零，加速度最大；远离平衡位置的过程中，位移x增大，回复力F增大，a增大，a与v反向故v减小，动能减小；靠近平衡位置的过程中，位移x减小，回复力F减小，a减小，但a与v同向，

6、故速率v增大，动能增大；经过同一位置时位移、回复力、加速度、速率、动能一定相同，但速度、动量不一定相同，方向可相反．　　　判断一个振动是否为简谐运动，依据就是看它是否满足上述受力特征或运动特征．　　(3)振动能量：对于两种典型的简谐运动—单摆和弹簧振子，其振动能量与振幅有关，振幅越大，能量越大．简谐运动过程中动能和势能相互转化，机械能守恒．　　(4)物体做简谐运动时，其位移、回复力、加速度、速度等矢量都随时间做周期性变化，它们的变化周期就是简谐运动的周期T.物体的动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为T/2.　　(5)简谐运动

7、的对称性、多解性：　　①简谐运动的多解性：作简谐运动的质点，在运动上是一个变加速度的运动，质点运动相同的路程所需的时间不一定相同，它是一个周期性的运动，若运动的时间与周期的关系存在整数倍的关系，则质点运动的路程就不会是唯一的．若是运动时间为周期的一半，运动的路程具有唯一性，若不是具备以上条件，质点运动的路程也是多解的，这是必须要注意的．　　②简谐运动的对称性：作简谐运动的质点，在距平衡位置等距离的两点上时，具有大小相等的速度和加速度，在平衡位置点左右相等的距离上的运动时间也是相同的。　　2.弹簧振子的周期：　　弹簧振子的周期和频率只

8、取决于弹簧的劲度系数和振子的质量，与其放置的环境和放置的方式无任何关系．如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T，不管把它放在地球上、月球上还是卫星上，是水平放置、倾斜放置还是竖直放置，振幅是大还是小，只要还是该振子，那么它的周期就还是T